Relatrio do trabalho experimental de induo electromagntica

O objectivo do trabalho a verificao experimental da lei de Faraday, pretende-se verificar atravs da medida da tenso induzida no circuito, sujeito a um campo magntico constante, a relao da tenso com o campo magntico, a rea e a velocidade do anel de induo. Devido ao pouco tempo somente medimos a tenso induzida com a velocidade do anel de induo.

1.1 Introduo terica

O fluxo de um campo magntico numa superfcie pode ser definido em funo do campo magntico atravs do elemento de rea dA, e do vector unitrio que perpendicular ao elemento de rea. O fluxo magntico m definido atravs da equao,

(1)

Se o campo magntico possuir magnitude e direco constante sobre uma rea plana, o fluxo poder ser dado por:

(2)

Faraday demonstrou que a variao do fluxo em funo do tempo gera uma tenso, fem, na rea limitada pelo circuito, espira. Especificamente, a taxa de variao do nmero de linhas de campo que passam atravs da espira que determina a fem induzida, .Em termos matemticos, a lei de Faraday

(3)O sinal negativo da equao indica a polarizao da fem induzida. Se a espira tiver N voltas, a fem induzida aparecer em cada volta, e a fem total no circuito ser o somatrio dos valores individuais

(4)

1.2 Procedimento experimental

A barra da figura 1 envolve trs espiras e est sujeita a um campo magntico estacionrio, criado por 8 pares de magnetos, que produzem um campo magntico de intensidade a determinar. A barra usada tem trs espiras rectangulares, cada uma das espiras define um circuito com uma rea especfica. A barra puxada por um motor com uma velocidade estabelecida. H trs velocidades de varrimento do motor, velocidade v0, 2v0, e 4v0. medida que a barra se afasta h variao do fluxo com o tempo, porque a rea da espira muda a cada instante. O anel condutor utilizado tem a forma de um rectngulo de largura b e comprimento L. O anel ser conduzido para fora do campo magntico homogneo a velocidade constante. Repetiu-se a experincia para a velocidade v0, 2v0, e 4v0.

Figura 1- Sistema experimental para determinao do campo magntico num condutor que se desloca.

1.3 Resultados Experimentais

Os dados da tabela1 indicam o tempo que a bobina demora a atravessar a calha que envolve os magnetos, e a tenso induzida, fem, para as velocidades v0, 2v0, e 4v0. A rea da espira rectangular constante, e dada por A=bxL.

rea (A=bxL)Velocidade (m/s)t (s) (V)

b = 2 cmvo11,940

L = 40 cm2vo6,670

A = 0,008 m24vo3,3120

Tabela 1- Dados obtidos experimentalmente.

1.4 Analise dos resultados experimentais

Se o campo B for constante e perpendicular ao elemento de rea dA, a variao temporal do fluxo ser dada:

(5)Para determinar o valor do campo magntico temos

(6)rea (A=bxL)velocidadet (s)1/t (s-1) (V)B (T) obtida (6); e valor aprox. A

b = 2 cm; L = 40 cmvo11,90,08400,05

A = 0,008 m22vo6,60,15700,05

aprox. A = 0,01 m24vo3,30,301200,04

Tabela 2- Valor do campo magntico obtido atravs dos resultados experimentais e usando a expresso (6).

Figura 2- Grfico da tenso induzida em funo do inverso do tempo.

O declive determinado utilizando a ltima equao da expresso (5);

1.5 Concluso

Obtivemos resultados semelhantes utilizando o declive do grfico da figura 2 como usando a expresso (6), para calcular o valor do campo magntico. O resultado obtido atravs do declive aproximadamente B=0,05 (T), e atravs da expresso (6) est indicado na tabela 2. Uma das finalidades do trabalho era tambm comparar o valor calculado com o valor indicado pelo fabricante (B=5x10-2 T). Verifica-se que o resultado obtido experimentalmente, apesar de no se ter feito uma anlise dos erros, aproximado do valor indicado pelo fabricante.

Carla Marina Madruga da Fonseca, n 33128